《2021年新高考真题物理汇编27 热学和光学实验（解析版）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021年新高考真题物理汇编27 热学和光学实验（解析版）（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题2 7 热学与光学实验1.（2021年 6 月浙江选考物理）图示是“用双缝干涉测量光的波长”实验的装置。实验中:观察到较模糊的干涉条纹，要使条纹变得清晰，值得尝试的是。（单选）A.旋转测量头 B.增大单缝与双缝间的距离 C.调节拨杆使单缝与双缝平行要增大观察到的条纹间距，正确的做法是（单选）A.减小单缝与光源间的距离 B.减小单缝与双缝间的距离C.增大透镜与单缝间的距离 D.增大双缝与测量头间的距离【参考答案】（D C （2）.D【名师解析】若粗调后看不到清晰的干涉条纹，看到的是模糊不清的条纹，则最可能的原因是单缝与双缝不平行；要使条纹变得清晰，值得尝试的是调节拨杆使单缝与双缝平行。故选C
2、。根据双缝干涉条纹间隔公式Ax 可知要增大条纹间距可以增大双缝到光屏的距离/,减小双缝d的间距”；故选D。2 （2 0 2 1 年 1 月浙江选考）小明同学在做“测定玻璃的折射率”实验时，发现只有3 枚大头针，他把大头针A、B、C插在如图3所示位置，并测出了玻璃的折射率。请在答题纸相应方框中画出光路图，标出入射角i 和折射角r,并写出折射率n的计算式。第 1 7 题图3【参考答案】（1）A C D n 能Q）光路图标出i和rn=sinzsinr【名师解析】连接0 C,则O C与法线的夹角为折射角r,A B与法线的夹角为入射角i,由折射定律，可得折射率n=回sin?-3.10分)(2021高考全
3、国乙卷)用插针法测量上、下表面平行的玻璃砖的折射率。实验中用A、B 两个大头针确定入射光路，C、D 两个大头针确定出射光路。0和。分别是入射点和出射点，如 图(a)所示。测得玻璃砖厚度为/j=15.0mm；A 到过。点的法线O M 的距离AM=10.0mm,M 到玻璃砖的距离M 0=20.0mm,。到 OM 的距离为s=5.0mm。O1c/D-图(a)图(b)(i)求玻璃砖的折射率；(i i)用另外一块材料相同，但上下表面不平行的玻璃砖继续实验，玻璃砖的界面如图(b)所示。光从上表面入射，入射角从0 逐渐增大，达到45。时，玻璃砖下表面的出射光线恰好消失。求此玻璃砖上下表面的夹角。AM s【名
4、师点评】(i)sin i=,sin，=T-yAM2+MD2 yjs2+lr由折射定律n=sini/sini,联立解得n=&(i i)设玻璃砖上下表面的夹角为a,e=G+asin45=nsin0sinO,=l/n,4（2018年4月浙江选考）（1）细丝和单缝有相似的衍射图样。在相同条件下，小明用激光束分别垂直照射两种不同直径的细丝I和细丝口，在光屏上形成的衍射图样如图1中”和b所示。已知细丝I的直径为0.605mm,现用螺旋测微器测量细丝H的直径，如图2所示，细丝H的直径为 rmn.图1中的（填或7）是细丝D的衍射图样。图1图2图3（2）小明在做“用双缝干涉测量光的波长”实验时，尝试用单缝和平面
5、镜做类似实验。单缝和平面镜的放置如图3所示，白炽灯发出的光经过滤光片成为波长为;I的单色光照射单缝，能在光屏上观察到明暗相间的干涉条纹。小明测得单缝与镜面延长线的距离为，与光屏的距离为。，则条纹间距=。随后小明撤去平面镜，在单缝下方4处放置同样的另一单缝，形成双缝结构，则在光屏上_ _ _ _ _（填“能”或“不能”）观察到干涉条纹。【参考答案】（1）0.999,a-（2岛,不能。2/1【名师解析】（1）螺旋测微器的读数为：d=0.5mm+49.9 x 0.01mm=0.999mm；当细丝的直径越大时，衍射现象越不明显，由读数可知，细丝n的直径大，由题目中图1可知，a图的衍射条纹间距较窄，因此
6、图“是细丝H的衍射图样：（2）由实验图可知，平面镜对单缝成像，相当于双缝，间距为2/?,因 此 条 纹 间 距=随后小明撤去平面镜，在单缝下方A处放置同样的另一单缝，形成双缝结构，不能观察到干涉条纹，原因是不满足干涉条件：频率相同,【关键点拨】：根据螺旋测微器的读数方法可明确半导体细丝的直径大小；注意读数时需要估读；衍射条纹的宽度和亮度与细丝的直径有关，直径越大，亮度越弱，条纹的直径越窄；L%=A根据双缝干涉条纹的间距公式 d ,及平面镜对单缝成像，求解干涉条纹的间距，结合干涉条件，即可求解。考查螺旋测微器的读数方法，掌握明显衍射条件，及衍射原理，理解细丝和单缝有相似的衍射图样的相同与不同，注
7、意干涉的原理与干涉条纹间距公式，及其产生条件。5（2019全国理综H卷34）（1 0 分）某同学利用图示装置测量某种单色光的波长。实验时，接通电源使光源正常发光：调整光路，使得从目镜中可以观察到干涉条纹。回答下列问题：滤光片 双缝屏/转 轮栓 眼 一 目 镜A测量头“。（i i i）将双缝的间距d（-1）/d=0.3 00 m m,测得屏与双缝间的距离为/=1.2 0 m,第 1 条暗条纹到第4 条暗条纹之间的距离为=7.56 m m,n=4代入公式入=Z7 ,解得单色光的波长为63 0n m。（n-1）I6（8 分）（2 016上海高考题）某同学制作了一个结构如图（a）所示的温度计。一端封闭
8、的轻质细管可绕封闭端O 自由转动，管长0.5m。将一量程足够大的力传感器调零，细管的开口端通过细线挂于力传感器挂钩上，使细管保持水平、细线沿竖直方向。在气体温度为2 70K时，用一段水银将长度为0.3 m 的气柱封闭在管内。实验时改变气体温度，测得封闭气柱长度/和力传感器读数尸之间的关系如图（b）所 示（实验中大气压强不变）。（1）管内水银柱长度为 m,为保证水银不溢出，该 温 度 计 能 测 得 的 最 高 温 度 为 Ko（2）若气柱初始长度大于0.3 m,该 温 度 计 能 测 量 的 最 高 温 度 将（选填：“增大”，“不变”或“减小”）.（3）若实验中大气压强略有升高，则 用 该
9、温 度 计 测 出 的 温 度 将 （选填：“偏高”，“不变”或“偏低”）.【参考答案】0.1；3 60（2）减小 偏低【名师解析】（1）在气体温度为2 70K时，用一段水银将长度为0.3 m 的气柱封闭在管内，对应的温度为2 70K,力传感器读数尸=0.3 5N,设水银柱长度为x,质量为m,由力矩平衡可得：m g X （0.3 0+x/2）=0.3 5X 0.5；由 图（b）可得：m g X （0.3 5+X/2）=0.40X 0.5；联立解得：x=0.l m,F=0.45N。水银恰好不溢出时，气体长度为L=（0.50-x）m=0.4m；对封闭气体，由盖吕萨克定律,0.3/2 70=0.4,
10、可得，T=3 60K（2）若气柱初始长度大于0.3 m,由盖昌萨克定律可知，该温度计能测量的最高温度将减小。（3）若实验中大气压强略有升高，则用该温度计测出的温度将偏低。7（2 015年上海高考题）简易温度计构造如图所示。两内径均匀的竖直玻璃管下端与软管连接，在管中灌入液体后，将左管上端通过橡皮塞插入玻璃泡。在标准大气压下，调节右管的高度，使左右两管的液面相平，在左管液面位置标上相应的温度刻度。多次改变温度，重复上述操作。（1）（单选题）此温度计的特点是（A）刻度均匀，刻度值上小下大（B）刻度均匀，刻度值上大下小（C）刻度不均匀，刻度值上小下大（D）刻度不均匀，刻度值上大下小（2）（多选题）影
11、响这个温度计灵敏度的因素有（A）液体密度（B）玻璃泡大小（C）左管内径粗细（D）右管内径粗细（3）若管中液体是水银，当大气压变为7 5c mH g时，用该温度计测得的温度值_ （选 填“偏大”或“偏小”）。为测得准确的温度，在测量时需。【参考答案】.（1）A （2）B,C（3）偏大；调整两管液面高度差，使右管液面比左管液面高1c m,然后读数【名师解析】（1）此温度计是保持气体体积不变，压强与温度成正比构造的，所以此温度计的特点是刻度均匀，刻度值上小下大，选项A正确。（2）影响这个温度计灵敏度的因素有：玻璃泡大小，玻璃泡越大，温度计灵敏度越高；左管内径粗细，左管内径越细，温度计灵敏度越高。选项
12、B C正确；（3）若管中液体是水银，当大气压变为7 5c mH g时，大气压减小，对应的玻璃泡中气体压强减小，实际温度降低，而该温度计还是按照大气压7 6c mH g刻度的，所以用该温度计测得的温度值“偏大”。为测得准确的温度，在测量时需调整两管液面高度差，使右管液面比左管液面高1c m,然后读数。8（20 11.全国）在“油膜法估测油酸分子的大小”实验中，有下列实验步骤：往边长约为4 0 c m的浅盘里倒入约2 c m深的水.待水面稳定后将适量的郁子粉均匀地撒在水面上。用注射器将事先配好的油酸酒精溶液滴一滴在水面上，待薄膜形状稳定。将画有油膜形状的玻璃板平放在坐标纸上，计算出油膜的面积，根据
13、油酸的体积和面积计算出油酸分子直径的大小。用注射器将事先配好的油酸酒精溶液一滴一滴地滴入量筒中，记下量筒内每增加一定体积时的滴数，由此计算出一滴油酸酒精溶液的体积。将玻璃板放在浅盘上，然后将油膜的形状用彩笔描绘在玻璃板上。完成下列填空：（1）上述步骤中，正确的顺序是。（填写步骤前面的数字）（2）将 1 c n?的油酸溶于酒精，制成30 0 c o?的油酸酒精溶液；测得1 cm3的油酸酒精溶液有50 滴。现取一滴该油酸酒精溶液滴在水面上，测得所形成的油膜的面积是0.13 m?。由此估算出油酸分子的直径为m。（结果保留1位有效数字）【参考答案】（1）（2）5x l O10【名师解析】将 1 c n
14、?的油酸溶于酒精，制成30 0 c m3的油酸酒精溶液，其浓度为1/30 0,测得l e n?的油酸酒精溶液有50 滴，每滴中含纯油酸体积为V=l/30 0 x l/50 c m3=l/15x l O-3c m3=l/15x l O l lm 现取一滴该油酸酒 精 溶 液 滴 在 水 面 上，测 得 所 形 成 的 油 膜 的 面 积 是 S=0.13 m?。由此估算出油酸分子的直径为d=V/S=5 x l 0 m。【关键点拨1估测不规则图形面积的方法是：将一玻璃板放在不规则面积的上方，在玻璃板上画出不规则图形的轮廓，然后将其放在坐标纸上，数出不规则图形的轮廓包围的小方格数。数小方格数的方法是
15、：不足半格的舍弃，大于半格的算一格。小方格数乘以每个小方格的面积就等于不规则图形的面积。小方格的边长越小，求出的面积约准确。9 （2011 江 苏）某同学在进行“用油膜法估测分子的大小”的实验前，查阅数据手册得知：油酸的摩尔质量A/=0.28 3k g-m o r ,密度p=0.8 9 5 x l（）3k g.1T l-3“若 100滴油酸的体积为1m l,则 1滴油酸所能形成的单分子油膜的面积约是多少？（取 N A=6.02x l（）23m o H.球的体积v与直径D的关系为丫=）结果保留一位有效数字）【参考答案】I X 10m2【名师解析】一个油酸分子的体积V=”由球的体积与直径关系得分子
16、直径D=j 3 =l x l（y 9 m,一PNA 兀pN.滴油酸体积V=l x l（?8 m 3,V最大面积5=lxl01m.D10.(2011 上海)在“用单分子油膜估测分子大小”实验中，(1)某同学操作步骤如下：取一定量的无水酒精和油酸，制成一定浓度的油酸酒精溶液；在量筒中滴入一滴该溶液，测出它的体积；在蒸发皿内盛一定量的水，再滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开稳定；在蒸发皿上覆盖透明玻璃，描出油膜形状，用透明方格纸测量油膜的面积。改正其中的错误：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)若油酸酒精溶液体积浓度为0.10%,一滴溶液的体积为4.8 x I(y 3m L,其形成的油膜面积为40c m 2,则估测出油酸分子的直径为 m。【参考答案】(1)在量筒中滴入N滴溶液 在水面上先撒上那子粉(2)1.2x 102【名师解析】一滴溶液中油酸的体
